Результат интеллектуальной деятельности: АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ИЗ ОБЪЕМНЫХ МОДУЛЕЙ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ

Изобретение относится к строительству, в частности жилых и социально-бытовых зданий из объемных блоков заводской готовности.

Известна архитектурно-строительная система многоугольной формы, состоящая из объемных призматических модулей, силовые каркасы которых выполнены в виде трапеций, состыкованных друг с другом при компоновке здания таким образом, что одни из их оснований образуют замкнутое круговое пространство внутри здания, а другие - наружные стены (SU №524897, кл. E04H 1/00, 1976).

Описанные конструктивные решения имеют ряд недостатков: при разработке их архитектурно-планировочных решений не используется объединение пространственных форм, дающих новое качество - силовые каркасы призматических объемных модулей при их объединении в здание не учитываются в качестве свайных ростверков, что приводит к усложнению и удорожанию конструкции фундаментов под такие дома. Использование традиционных компоновочных форм здания и сооружений, оправданных для кирпичных стен, железобетонных самонесущих панелей, бетонных блоков, несет с собой многие старые недостатки: неэффективное расходование материалов, пространства здания, недогруженность элементов конструкции, наличие ненужных для жилья коридоров.

Известна также архитектурно-строительная система из объемных модулей для возведения зданий, включающая объемные модули, выполненные в плане в виде четырехугольников, одни боковые стенки которых формируют внутреннее замкнутое пространство здания, а другие образуют его внешние стороны (RU №2107137, E04H 1/00, 1996 г.).

Известная архитектурно-строительная система из объемных модулей для возведения зданий относится преимущественно к малоэтажному строительству, при этом она плохо вписывается в рельеф. Кроме того, она не имеет готовой системы пешеходных и транспортных коммуникаций, не масштабируется, не предназначена для включения в нее различных функций и не имеет возможности вертикального роста.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение функциональных возможностей устройства как на область малоэтажного, так и высотного строительства.

Достигаемым техническим результатом является то, что обеспечивается простота использования: можно в сжатые сроки разработать объемно-пространственное решение здания на основе готовых модулей; широкий спектр применения системы: от малоэтажных до высотных зданий, от жилых до производственных; масштабируемость модулей (размеры модуля, высота этажа, шаг вертикальных опор задаются либо используются предлагаемые варианты); свободная планировка, с возможностью выбора конструктивной системы, от каркасной системы до структурных плит; высокая мобильность системы: возможно изменение плана системы, последовательный рост системы, изменение внутренней структуры; универсальность, модульность размеров; экономия территории (возможно устройство эксплуатируемых кровель с проездами автомобилей и парковками, не требующими дополнительных участков под эти цели); остекленные пассажи, атриумы или открытые улицы для движения пешеходов либо транспорта заложены в плане модуля; адаптируемость к рельефу; ориентированность на сохранение природы (эксплуатируемые кровли с растительным покровом на них взамен уничтоженного под зданием).

Поставленная задача решается тем, что архитектурно-строительная система из объемных модулей для возведения зданий, включающая объемные модули, выполненные в плане в виде четырехугольников, одни боковые стенки которых формируют внутреннее замкнутое пространство здания, а другие образуют его внешние стороны, отличается тем, что объемному модулю придана в плане форма четырехугольника симметричного относительно большей диагонали, при этом углы, составляющие вершины, через которые проходит большая диагональ, равны соответственно 120° и 60°, а углы, составляющие вершины, через которые проходит меньшая диагональ, равны 90°, при этом модули выполнены с возможностью выделения в их объеме коммуникационной зоны и/или функциональной зоны и зоны жизнеобеспечения, первая из которых образована стенками, образующими угол 120°, и расположенными параллельно им внутренними перегородками модуля, отсекающими функциональную зону, при этом зону жизнеобеспечения образует объем модуля, составляющий в плане треугольник с вершиной, равной 60°, отсеченный соответствующей внутренней перегородкой.

Сравнение признаков заявленного решения с признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи:

Признаки «…объемному модулю придана в плане форма четырехугольника, симметричного относительно большей диагонали, при этом углы, составляющие вершины, через которые проходит большая диагональ, равны соответственно 120° и 60°, а углы, составляющие вершины, через которые проходит меньшая диагональ, равны 90°…» обеспечивают возможность компоновки из объемных модулей широкого спектра планировочных фигур.

Признаки, указывающие, что «модули выполнены с возможностью выделения в их объеме коммуникационной зоны и/или функциональной зоны», дают возможность обеспечить заданную компоновку внутреннего пространства модулей.

Признаки, указывающие, что коммуникационная зона «образована стенками, образующими угол 120°, и расположенными параллельно им внутренними перегородками модуля, отсекающими функциональную зону», обеспечивают формирование в объеме модуля коммуникационной и функциональной зоны.

Признаки, указывающие, что «зону жизнеобеспечения образует объем модуля, составляющий в плане треугольник с вершиной, равной 60°, отсеченный соответствующей внутренней перегородкой», обеспечивают формирование в объеме модуля зоны жизнеобеспечения.

При этом последние и предпоследние признаки, обеспечивая формирование в объеме модуля коммуникационной зоны и зоны жизнеобеспечения, одновременно обеспечивают формирование функциональной зоны.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид модуля в плане; на фиг.2 показана сетка вертикальных опор с модульной сеткой для компоновки вертикальных опор и деление модуля на зоны; на фиг.3 и фиг.4 показана схема отработки компоновки формы здания по планировочной сетке на основе четырехугольной формы здания в плане и вариант деления здания на зоны.

На чертежах показаны первые боковые стенки 1, вторые боковые стенки 2, большая диагональ 3, проходящая через вершины 4 и 5, вершины 6 и 7, через которые проходит меньшая диагональ 8, место расположения вертикальных опор 9, коммуникационная 10 и/или функциональная 11 зоны, внутренние перегородки 12 и 14, зона жизнеобеспечения 13, здание 15 и его внешние стороны 16.

Объемный модуль выполнен в виде четырехугольника с первыми боковыми стенками 1 и вторыми боковыми стенками 2. Форма модуля в плане (см. фиг.1) симметрична относительно большей диагонали 3, при этом углы, составляющие вершины 4 и 5, через которые проходит большая диагональ 3, равны соответственно 120° и 60°, а углы, составляющие вершины 6 и 7, через которые проходит меньшая диагональ 8, равны 90°. Поскольку план модуля условно разбит относительно большей диагонали 3 на две равные части - в плане образуются прямоугольные треугольники с катетами 1, 2 и гипотенузой - большей диагональю 3 четырехугольника. Оба катета разделены на семь и четыре частей (см. фиг.2) соответственно для большого 2 и малого 1 катета. Точное соотношение катетов равно 1,73, используется для построения фигуры в плане. При разделении катетов на части используется округленное значение 1,75. При откладывании перпендикуляров от каждого катета из точек, полученных делением катетов на семь и четыре частей, образуется сетка, ортогональная в пределах его участков, разделенных длинной диагональю 3. Всего по 2-м катетам отложено одиннадцать частей, каждую из которых можно назвать модулем шага вертикальных опор (на чертежах точками показаны места расположения вертикальных опор 9). Этот параметр переменный и задается проектировщиком для достижения необходимого размера модуля четырехугольника. Таким образом, достигается масштабируемость модулей четырехугольника. Модуль шага вертикальных опор будет зависеть от необходимого шага вертикальных опор. Примеры стандартного модуля шага вертикальных опор: 6; 7,2; 8; 9 метров. Возможны другие размеры.

Модули выполнены с возможностью выделения в их объеме коммуникационной зоны 10 и/или функциональной зоны 11, первая из которых образована первыми боковыми стенками 1, образующими угол 120°, и расположенными параллельно им внутренними перегородками 12, отсекающими функциональную зону 11. При этом зону жизнеобеспечения 13 образует объем модуля, составляющий в плане треугольник с вершиной, равной 60°, отсеченный соответствующей внутренней перегородкой 14.

Объемно-пространственная система из объемных модулей может быть использована для проектирования зданий многоугольной формы в плане из одинаковых объемных модулей по заданной в плане системе.

В процессе сооружения зданий известным образом готовят основание сооружения.

Предусматривается объединение модулей четырехугольника в разные в плане фигуры. При объединении модуль вертикальных опор каждой из сторон модуля-четырехугольника будет соответствовать модулю шага вертикальных опор любой из сторон другого модуля-четырехугольника при одинаковых размерах обоих четырехугольников. Примеры фигур, образованных на основе компоновки модулей-четырехугольников в плане: равносторонний треугольник, квадрат, шестиугольник, кольцеобразные фигуры и др. При объединении модулей в плане коммуникационные зоны 10 соседних модулей могут быть объединены торцами. Размеры коммуникационной зоны 10 (ширина, длина) могут быть различными и задаются проектировщиком. Однако выделение коммуникационной зоны не обязательно.

Компоновка модулей по вертикали производится их укладыванием друг на друга. Требование - вертикальные опоры 9 вышележащих уровней (этажей) должны быть расставлены соответственно осей нижележащих уровней в целях оптимизации конструктивной системы. Однако возможны и другие варианты.

При отработке компоновки формы здания 15 (архитектурного объема) достаточно сложной формы используют модульную сетку (см. фиг.3, 4), представляющую из себя проекции стенок модуля на площадь застройки, когда проекции внешних сторон 16 одного архитектурного объема являются одновременно проекциями внешних сторон контактирующих с ними других архитектурных объемов. В данном случае сразу обеспечивается возможность определения потребного количества модулей.